INTRODUÇÃO

TIPOLOGIA E ANÁLISE DINÂMICA DAS CURVAS DE TORQUE DE MOTORES ELÉTRICOS

Estudar a tipologia e o comportamento dos motores elétricos acoplados emtransmissões tipo CVT para utilização em veículos híbridos.

Problemas como alto consumo de combustível derivado de petróleo quanto liberação de gases poluentes são diminuídos com a aplicação da tecnologia empregados nos veículos híbridos. No caso dos veículos híbridos elétricos (HEV), eles unem ao motor convencional à combustão um motor elétrico.

Custo, baixa manutenção e desempenho são fatores importantes a serem considerados para a inserção dessa tecnologia em veículos de entrada, dito populares.

Para isso, um estudo detalhado das tecnologias atuais é imprescindível para a melhor escolha de um conjunto motor-transmissão que se adeque a um veículo. Assim, foram levantados e analisados os mais comuns e utilizados tipos de motores elétricos e transmissões do tipo continuamente variáveis para a devida aplicação.

Com uma pesquisa ampla foi possível desenvolver um comparativo dastecnologias existentes e utilizadas em veículos híbridos a fim de serpossível a escolha de sua utilização em veículos de entrada no Brasil. O quese pode verificar é que a escolha do conjunto motor-transmissão paraqualquer veículo híbrido é muito difícil, pois são muitas variáveis que nemsempre podem ser medidas ou previstas.

Apesar dessas dificuldades, o mais indicado e pesquisado são motoreselétricos ou do tipo de indução ou de imãs permanentes em conjunto comum planetário, sendo todo o sistema controlado eletronicamente. Odesenvolvimento dos motores de relutância aumenta a gama de escolhas,mas complica na indicação do melhor tipo de motor.

Os motores de roda têm custos de fabricação diminuídos e conseguem trabalhar em maior temperatura e velocidades, o que abre mais mais ainda a gama de possibilidades.

Mello, G. B. P; Dedini, F. G.Laboratório de Sistemas Integrados - Departamento de Projeto Mecânico. Faculdade de Engenharia Mecânica – UNICAMP

Agência Financiadora: Unicamp

Palavras Chave: Motores Elétricos - CVT - Veículos Híbridos

CONCLUSÃO

RESULTADOS E DISCUSSÃO

À UNICAMP pela bolsa SAE de iniciação científica e aos colegas doLaboratório de Sistemas Integrados pelo apoio e incentivo durante apesquisa.

AGRADECIMENTO

OBJETIVO

Tabela 1 – Comparação entre diversos tipos de motores Um importante ponto que foi utilizado para a escolha de um motor foi o fator de hibridação. O fator de hibridação, HF, é dado pela seguinte relação, onde PEM é a potência do motor elétrico e PICE é a potência do motor à combustão.

Utilizando tanto o HF tanto como outros parâmetros, são utilizados programas como o DymolaIModelica® e o Simulink ADVISOR® para simular o comportamento dos veículos nas diversas situações urbanas ou rodoviárias. Uma das solicitações de necessidade está mostrada na figura abaixo:

Figura 1 – New European Driving Cycle (NEDC)

Com os parâmetros já definidos, uma comparação entre os diversos tipos de motores e transmissões podem ser facilmente implementadas para análise e comparação. Outro fator muito importante para a análise é o controle eletrônico embarcado nesse tipo de aplicação. Assim, temos a seguinte estratégia para as simulações já feitas:

Figura 2 - Estratégia de simulação

o sistema com o motor de imãs consome 4% menos de combustível do que o com motor de indução. Isso se deve ao fato do sistema de transmissão testado não estar totalmente adaptado ao sistema híbrido e principalmente que a atuação do motor, devido ao NEDC, estar na faixa onde a eficiência do IM (motor de indução, em inglês) é baixa.

Fazendo uma comparação agora somente levando em consideração os aspectos de suas tipologias, uma tabela foi gerada com os seguintes resultados de importância:

Pode ser vista uma grande semelhança entre esse tipos de motores em aplicações genéricas. Para a aplicação em sistemas híbridos com uma transmissão do tipo CVT, por exemplo, esse comportamento não varia muito, o que torna difícil a escolha do melhor conjunto.

Figura 3 – Transmissão do tipo planetário

O sistema foi simulado pelos autores consultados tanto com o motor de indução quanto o de ímãs permanentes. No fim das simulações, foi constatado que

O tipo de transmissão mais utilizada nesse tipo de aplicação é a de planetários, devido à sua alta eficiência e relativa simplicidade. Um esquema simplificado de sua estrutura está ao lado:

BIBLIOGRAFIA

Zeraoulia, M., “Electric motor drive selection issues for HEVpropulsion systems: A comparative study”, IEEE Transactions on VehicularTechnology, v 55, n 6, p 1756-1764, November 2006